Теория работы свинцовых аккумуляторов

[Дм.]

есть подозрение что при постоянном буфере свинец будет "сдувать" в сторону отрицательного электрода (какое-то количество сульфата образуется всегда и тянуть его будет именно в сторону отрицательной пластины). Так же есть мысль что расширение положительной обусловлено не только распиранием сульфатами но и попытками этих самых сульфатов выдраться в сторону ближайшего отрицательного электрода. Я так понимаю что чем выше напряжение тем сильнее воздействие.

Неверные мысли.

Получается Branimir очень даже прав заряжая аккумуляторы при 14.7V - легкое перенапряжение способствует механическому перемешиванию растворенных сульфатов и сульфаты попадают на оба электрода.

Нет. Перенапряжение - это результат сопротивления среды эл. току, а не движущая сила. Сами сульфаты никуда не попадают, они могут только перейти из твердой фазы в жидкую - раствориться в электролите - и диссоциировать на ионы Pb²⁺ и SO₄^2-, которые и диффундируют в электролите.

Растворенные в электролите сульфаты, которые мигрировали далеко от пластин - ион Pb++ восстанавливаются до металла на отрицательной пластине

и окисляются до диоксида свинца на положительном электроде.

[Cyberpapa]

Растворенные в электролите сульфаты, которые мигрировали далеко от пластин - ион Pb++ восстанавливаются до металла на отрицательной пластине

и окисляются до диоксида свинца на положительном электроде.

[user]Дм.[/user], по вашему мнению, при протекании электрического тока (типа заряд АКБ), в какую сторону направлен вектор движения Pb⁺², в сторону отрицательного или положительного электрода ?

Я насыпал на дно прозрачной ёмкости сульфат свинца, на два электрода подавал ток.  Отрицательный электрод, по мере растворения сульфата покрывался тонким слоем свинца, после чего на этот свинец нарос толстый (0,2- 0,5 мм на глазок), но очень непрочный, очень рыхлый губчатый свинец, который без усилий, одним движением смывается мягкой кисточкой.
На положительном электроде ничего подобного не заметил. ИМХО ион металла не захотел слушать Дмитрия и не соизволил двигаться к аноду.

[Кass]

Сами сульфаты никуда не попадают, они могут только перейти из твердой фазы в жидкую - раствориться в электролите - и диссоциировать на ионы Pb2+ и SO42-, которые и диффундируют в электролите.

Порой диффундируют-диффундируют, да не выдиффундируют.

[Cyberpapa]

Порой диффундируют-диффундируют, да не выдиффундируют.

Сколько бы эти диффундёры не выдиффундёривались  - обычный постоянный ток покажет в каком направлении диффундировать и кто им подарит электроны для превращения в атомы металла.

[MichaelOdessa]

Неверные мысли.

Почему?

Нет. Перенапряжение - это результат сопротивления среды эл. току, а не движущая сила.

Движущая сила это пузырьки образовавшиеся благодаря перенапряжению если сводить все просто к механике. При чем тут сопротивление и т.п.?

Сами сульфаты никуда не попадают, они могут только перейти из твердой фазы в жидкую

Я о твердых вообще слова не сказал, меня интересовало движение только растворенных.

и окисляются до диоксида свинца на положительном электроде.

Вот и мне стало интересно как растворенные сульфаты без перенапряжения попадут на положительный электрод. Судя по книгам растворенные сульфаты должны с сильным перепугом бежать от положительного к  отрицательному электроду. Точнее ион Pb2

Да и вообще кажется не все так просто и диссоциация это некоторая условность.

[Дм.]

по вашему мнению, при протекании электрического тока (типа заряд АКБ), в какую сторону направлен вектор движения Pb+2, в сторону отрицательного или положительного электрода ?

Смотрите на ситуацию шире - токи в АКБ при заряде/разряде в противоположные стороны направлены.

Почему?
...
Да и вообще кажется не все так просто и диссоциация это некоторая условность.

При наличии убеждений про "условности" не вижу смысла вдаваться в объяснения. Попробуйте развеять свои предубеждения самостоятельно школьным учебником по химии.

[Cyberpapa]

Смотрите на ситуацию шире - токи в АКБ при заряде/разряде в противоположные стороны направлены.

Согласен.
Однако следует учитывать суровую реальность - большее кол-во ионов свинца находится в обедненном кислотой электролите, т.е. - когда батарея разряжена и находилась длительное время без подзаряда, особенно в тепле.
Навряд ли найдется знаток начавший реанимацию в хлам разряженной батареи с её разряда.  По крайней мере я таких не встречал. ИМХО глупо разряжать АКБ с почти водой вместо электролита.

Если АКБ разряжена - ставлю её на заряд, т.е.  - Pb++ кочует к отрицательному электроду.

[MichaelOdessa]

Попробуйте развеять свои предубеждения самостоятельно школьным учебником по химии.

Для вас школьные учебники химии это истина в последней инстанции? Институты, университеты и академии можно распускать за ненадобностью?

Смотрите на ситуацию шире - токи в АКБ при заряде/разряде в противоположные стороны направлены.

Посмотрите на ситуацию Уже - 5 лет плавающего заряда без единого выключения света на ИБП.

Или еще забавная ситуация, как раз по школьному учебнику можете ответить: если ток заряда на 1% ниже тока саморазряда в какую сторону течет ток?

[Дм.]

Для вас школьные учебники химии это истина в последней инстанции? Институты, университеты и академии можно распускать за ненадобностью?

Тем, кто диссоциацию называет условностью, начинать стоит с азов.

Посмотрите на ситуацию Уже - 5 лет плавающего заряда без единого выключения света на ИБП.

Если рассматриваемый вопрос интересует умозрительно, то подход лучше использовать наиболее широкий.
Если же интересует практическая сторона вопроса, то "сдувание свинца" внутри АКБ такое же огромное, как сдувание машин на стоянке - ветром.

Согласен.
Однако следует учитывать суровую реальность - большее кол-во ионов свинца находится в обедненном кислотой электролите, т.е. - когда батарея разряжена и находилась длительное время без подзаряда, особенно в тепле.
Навряд ли найдется знаток...

Вы хотите в чем-то убедить этими своими "однако" и "навряд ли"? В чем?

[Cyberpapa]

Вы хотите в чем-то убедить этими своими "однако" и "навряд ли"? В чем?

В том, что в реальной практике аккумуляторщика количество ионов свинца отдалившихся от пластин и присоединившихся к электроду из диоксида, несоизмеримо мало по сравнению с количеством восстановленных на свинцовом электроде. Т.е. - Вы констатируете факт не играющий роли в реальной жизни.

[Серик]

Приветствую Всех Форумчан!
При разряде слабого аккумуляторного элемента в составе батареи, этот элемент быстрее остальных достигает порога минимально допустимого напряжения разряда, преодолевает его и стремится в направлении переполюсовки.
Какая из пластин начинает первой переполюсовываться? Скорее всего минусовая. Тогда, в определенный момент/фазу мы имеем в аккумуляторном элементе 2 плюсовые пластины?

[serggio]

[user]Серик[/user], не шутите так строго

[Серик]

Приветствую Всех Форумчан!
Здравствуйте,
Уважаемый Serggio!
Благодарю за улыбку!

Разве на этой картинке (немного докрасил/выделил цветом) от ув. Cyberpapa
https://electrotransport.ru/index.php?msg=1776104
два электрода не находятся некоторое время в плюсе (минусовой уже разрядился и переполюсовался, а плюсовой еще не разрядился и остается еще некоторое время плюсовым, в этой фазе напряжение ячейки остается некоторое время, примерно с 4,5 часов до 10 часов, на горизонтальной линиии чуть ниже 0В, затем уже, после доразряда плюсового электрода, плюсовой переполюсовывается в минусовой и происходит/начинает происходить более полная переполюсовка, а напряжение ячейки начинает расти в обратной полярности)?
Выделил красным прямоугольником временную фазу с примерно 4,5 часов до примерно 12 часов, в которой оба электрода находятся в плюсе, кмк.

Спойлер

Еще немного подрисовал картинку, кривая провала напряжения плюсовой пластины до 0В соответствует кривой набора напряжения ячейки до примерно -1В (взял в желтые рамки):

Спойлер

[Vova_n]

[user]Серик[/user], Ну и что именно вас удивляет? что пластины могут иметь разную ёмкость? вроде бы где то упоминалось в литературе, что ёмкость СА ограничена ёмкостью отридцательных пластин, а в послднее время внедрением различных волокон в НАМ улучшают доступность НАМ для реакции и сводят эту проблему к нулю.

[Серик]

а в послднее время внедрением различных волокон в НАМ улучшают доступность НАМ для реакции и сводят эту проблему к нулю.

Приветствую Вас,
Уважаемый Vova_n!
Если эта проблема будет сведена к нулю, как быстро и с каким КПД будет заряжаться аккумулятор?
В теории аккумулятор может зарядиться практически мгновенно!
На практике, насколько это доступно моему пониманию, практически мгновенному заряду препятствует "всякая реальная физхимия". И процесс заряда затягивается на многие часы (а то и на многие сутки!)!
Если допустить рост показателей энергоемкости аккумулятора за счет усовершенствование структуры ПАМ, то даже  этот рост будет нивелирован несовершенством структуры ОАМ, прирост энергоемкости составит в лучшем случае единицы процентов.

[Vova_n]

[user]Серик[/user], Вот нашёл один из источников, по памяти находил упоминаия об этом несколько раз в различных статьях.

Спойлер

Если эта проблема будет сведена к нулю, как быстро и с каким КПД будет заряжаться аккумулятор?
В теории аккумулятор может зарядиться практически мгновенно!
На практике, насколько это доступно моему пониманию, практически мгновенному заряду препятствует "всякая реальная физхимия".

Вопрос явно не ко мне  это химикам и физикам надо адресовать, но ясно одно, доступность структуры для заряда и разряда ускорит процесс и того и другого.

[Серик]

Ув. Vova_n, благодарю за благожелательный ответ!
И прошу прощения за мой маленький "бунт" против несовершенства структуры ОАМ, по этой картинке по крайней мере понятно, что если аккумулятор не разряжать ниже определенной величины (11,5В кмк), а также проводить заряд наиболее тщательно и полно ,то таким аккумулятором можно пользоваться расчетное время/срок эксплуатации.

[Дм.]

Какая из пластин начинает первой переполюсовываться? Скорее всего минусовая. Тогда, в определенный момент/фазу мы имеем в аккумуляторном элементе 2 плюсовые пластины?

Если вспомнить начало эпохи свинцово-кислотных АКБ, когда в первых элементах электроды нарабатывали из свинцовых пластин - т.е. ячейка изначально состояла из двух "отрицательных" пластин - то ничего удивительного в переполюсовке нет.
Авторы статьи, из которой взят разрисованный график:

Выделил красным прямоугольником временную фазу с примерно 4,5 часов до примерно 12 часов, в которой оба электрода находятся в плюсе, кмк.

указывают, что тип переполюсующихся пластин можно определить по характеру падения напряжения. Взгляните на график - переполюсовка отрицательной пластины сопровождается быстрым изменением напряжения, а при переполюсовке положительной напряжение меняется более полого, замедленно.
Конечно, при наблюдении переполюсовки в первый раз возможны затруднения - резкое изменение напряжения перед глазами или есть в нем какая-то пологость. 

В теории аккумулятор может зарядиться практически мгновенно!

Познакомьте с такой теорией.